Kundenbericht

NuScale kooperiert mit Aras für das erste mit PLM entwickelte und verwaltete Kernkraftwerk

 Customer Story – NuScale
Größe
300+ Mitarbeiter
Industrie
EPC

Herausforderungen

Die Erfüllung strenger Sicherheits-, Regulierungs- und Qualitätsanforderungen wurde durch dokumentenbasierte Systeme erschwert.

Lösung

  • Aras Innovator als PLM-Lösung für den Aufbau eines Digital Thread Backbones
  • Verwaltung mehrerer Iterationen desselben Entwurfs, um sicherzustellen, dass die Anforderungen erfüllt werden
  • Digitaler Zwilling bei der Übergabe mit allen technischen Informationen

Ergebnisse

  • Einfache Rückverfolgbarkeit von Anforderungen bis auf Komponentenebene
  • Aufbaueines zentralen Datenrepositorys durch Minimierung des Einsatzes mehrerer Software-Suiten, Workflow-Engines und Datenbanken
  • Implementierung von Automatisierung zur Reduzierung papierbasierter Prozesse bei gleichzeitiger Einhaltung von Lizenz-, Sicherheits- und Qualitätsanforderungen

Als NuScale seinen einzigartigen, kleinen, modularen Reaktor entwickelte, war das Unternehmen zunächst bestrebt, die zahlreichen Sicherheits-, Regulierungs- und Qualitätsanforderungen zu erfüllen und dabei den gleichen dezentralen, dokumentenbasierten Prozess wie bei herkömmlichen Kernkraftwerken zu verwenden. NuScale erkannte jedoch, dass es einen besseren Weg gab, und entschied sich für eine Partnerschaft mit Aras zur Implementierung eines Product Lifecycle Management (PLM)-Systems auf der Basis des Digital Threads, mit dem es die Anforderungen erfüllen, Kosten sparen und die Effizienz steigern konnte.

„Wir sind davon überzeugt, dass wir mit Aras die Vorteile des Digital Threads schneller und kostengünstiger nutzen können – und das auf einer Plattform, die mit NuScale mitwachsen kann. Die einzigartige Architektur lässt sich leicht an die sich ändernden Prozesse und Geschäftsanforderungen unseres Unternehmens und unserer Branche adaptieren. Anpassungen sind nicht nur erlaubt, sondern sogar erwünscht, und die Lösungen sind auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten, anstatt dass wir unsere Prozesse an die Software anpassen müssen“.

Neil Olivier, Director of Corporate Services bei NuScale.

Herausforderungen

Das 2007 gegründete Unternehmen NuScale Power hat sich zum Ziel gesetzt, die Technologie kleiner modularer Reaktoren (SMR) auf dem globalen Energiemarkt einzuführen. Das Unternehmen ist dabei, sein SMR-Design, das NuScale Power Module (NPM), fertig zu stellen und zu vermarkten, um zuverlässige und kohlenstofffreie Kernenergie zu liefern. Die Inbetriebnahme der ersten NuScale-Einheit ist für 2030 in den USA geplant. Obwohl das SMR-Konzept von NuScale wesentlich einfacher und sicherer ist als herkömmliche Kernkraftwerke, muss es die gleichen gesetzlichen Anforderungen erfüllen. Keine leichte Aufgabe: Kernkraftwerke in den USA müssen mehr als 60.000 Sicherheits-, Regulierungs- und Qualitätsanforderungen erfüllen.

Zunächst versuchte NuScale, diese Anforderungen mit den gleichen dokumentenbasierten und dezentralen Prozessen zu erfüllen, die auch in herkömmlichen Kernkraftwerken zum Einsatz kommen. Dies stellte sich als große Herausforderung heraus. Konstruktionsanforderungen sind vielfältig: behördliche Auflagen, Code-Anforderungen, Randbedingungen, Kundenanforderungen usw. Konstruktionsänderungen können zu verschiedenen Zeitpunkten aus verschiedenen Quellen kommen: Regierung, Kunde, Industrieinitiativen usw.

Ursprünglich verfügte NuScale über mehrere Datenbanken, in denen die Informationen zu den verschiedenen Engineering-Prozessen, einschließlich Designkontrolle und Konfigurationsmanagement, gespeichert waren. NuScale nutzte Teamcenter von Siemens für die Dokumentenkontrolle.

Diese Abhängigkeit von dokumentenbasierten Systemen machte es jedoch zu einer großen Herausforderung, die Informationen mit dem physischen Design zu verknüpfen. NuScale suchte nach einer moderneren und effizienteren Methode zur Verwaltung des Produktlebenszyklus.

PLM-Anforderungen

Im Gegensatz zu herkömmlichen Kernkraftwerken, die als eine einzige, unabhängige Anlage konstruiert sind, bestehen NuScale-Kraftwerke aus einzelnen Leistungsmodulen, die in einer externen Fabrik hergestellt und anschließend zum Standort der Anlage transportiert werden. Das Ziel von NuScale ist es, Konstruktionsänderungen so zu handhaben, wie es Flugzeughersteller mit verschiedenen Flugzeugversionen tun – alle Anforderungen und Varianten werden an einem Ort verwaltet.

NuScale führte eine Machbarkeitsstudie für die PLM-Implementierung durch. Eine der Empfehlungen der Studie war, das bestehende Dokumentenkontrollsystem abzuschaffen und ein PLM-System zu implementieren, in dem alle Daten gespeichert werden und so ein Digital Thread entstehen kann.

Die Implementierung einer PLM-Plattform mit Digital Thread würde das Konfigurationsmanagement über mehrere Iterationen desselben Entwurfs hinweg ermöglichen und gleichzeitig die Anforderungen und Spezifikationen einhalten.

  • Verwaltung aller Konstruktionsanforderungen an einer Stelle
  • Verwaltung aller qualitätsrelevanten und nicht qualitätsrelevanten Daten
  • CAD- und Stücklistenverwaltung
  • Simulationsmanagement
  • Wartungsmanagement
  • Virtuelle Designprüfungen
  • Verwaltung aller technischen Konstruktionsänderungen
  • Management von Geschäftsänderungen
  • Automatisierung aller Konstruktionsaufgaben
  • Skalierbarkeit für eine wachsende globale Lieferkette
  • Austausch von bis zu 12 kommerziellen und kundenspezifischen Anwendungen

Mit Aras Innovator zum Erfolg

NuScale wird das erste Kernkraftwerk sein, das PLM als Backbone für die Planung und das Management einer einzigen Datenquelle einsetzt. Das Unternehmen entschied sich für Aras Innovator als PLM-Lösung aufgrund seiner Flexibilität, Skalierbarkeit, Tool-Unabhängigkeit und einfachen Updatefähigkeit.

NuScale setzt Aras Innovator ein, um die Prinzipien des Systems Engineering auf seinen PLM-Ansatz anzuwenden und die Anforderungen bis hin zu jeder einzelnen Komponente der Stückliste eindeutig zu verfolgen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kunden bei jeder Konstruktionsänderung das Konfigurationsmanagement der Konstruktion aufrechterhalten können.

„Das ist das Ziel! Diese superkomplizierte Maschine, diese Anlage, soll jederzeit in der Lage sein, relevante Anforderungen bis auf Komponentenebene zurückzuverfolgen. So kann man zum Beispiel sicher sagen: ‚Diese Pumpe muss 30 Tage laufen. Wir haben gerade einen Test gemacht und sie hält nur 27 Tage, also ist sie nicht funktionsfähig und muss repariert werden.‘ Das macht die Sache sehr klar und übersichtlich.“

Neil Olivier, Director of Corporate Services bei NuScale.

NuScale verfolgte auch bei der Entwicklung und dem Bau der Anlage – insbesondere bei den Modulen und dem Reaktor selbst – einen anforderungsorientierten Ansatz. Dank Aras Innovator konnte NuScale den Einsatz mehrerer Software-Suiten, Workflow-Engines und Datenbanken auf ein Minimum reduzieren und ein zentrales Daten-Repository einrichten, das Daten und Informationen auf eine Weise miteinander verknüpft, die mit einzelnen Daten-/Softwarelösungen nicht möglich wäre. NuScale verwendet nun einfache, wiederholbare Workflow-Designs, um die Effizienz der Benutzer in allen Abteilungen nachhaltig zu steigern. NuScale nutzt auch die Vorteile der Automatisierung durch Aras Innovator zur Minimierung des Papieraufwands und zur Maximierung der Automatisierung bei gleichzeitiger Einhaltung strenger Prozess- und Qualitätsanforderungen.

Ein digitaler Zwilling mit allen relevanten Konstruktionsinformationen kann den Kunden von NuScale, den Anlagenbesitzern und -betreibern, zur Verfügung gestellt werden. Mit dem digitalen Zwilling sind die Konstruktionsanforderungen für jedes Teil nachvollziehbar. Mit Hilfe von Aras sind alle Eigentümer und Betreiber in der Lage, die Konfigurationen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg konsistent zu verwalten – unter Einhaltung der Genehmigungs- und Sicherheitsanforderungen.

Ergebnis: Eine PLM-Plattform für eine energieeffiziente Zukunft

Durch die Einrichtung eines Digital Threads innerhalb von Aras Innovator verfügt NuScale über ein PLM-Backbone aus einer Hand, um seinen hochregulierten, hochkomplexen und einzigartigen kleinen modularen Reaktor zu bauen.

Mit Aras Innovator kann NuScale höchste Anforderungen erfüllen – bis hin zur einzelnen Pumpe, die im Falle eines Stromausfalls 30 Tage lang hohen Temperaturen standhalten muss. In der Vergangenheit war ein solches Anforderungsmanagement mit papierbasierten Systemen aufgrund der schieren Menge an benötigten Informationen schlichtweg unmöglich.

Die einzigartige Architektur von Aras ermöglicht System-Upgrades ohne Beeinträchtigung der von NuScale integrierten Systemfunktionen. Vor allem aber sind Systemupgrades garantiert und für NuScale kostenfrei. In der Vergangenheit lagen die Kosten für Upgrades der alten PLM-Lösung von NuScale (mit eingeschränkter Modulfunktionalität) bei durchschnittlich 100.000 US-Dollar pro Upgrade. Aras bietet daher langfristig deutlich niedrigere Betriebskosten.